Производство молочных продуктов

Объёмы и экономическая целесообразность биотехнологических производств

Современная биотехнология разделяется на две принципиальных ветви. Биотехнология маломасштабного производства, дающего дорогую продукцию специального назначения, сильно отличается от биотехнологии пищевой промышленности. Определяется это экономикой. Пищу получают из относительно недорогого сырья и относительно дешевыми способами. Стоимость конечного продукта не оправдывает дорогостоящих исследований по модернизации производства, как это имеет место, например, при получении антибиотиков, да это и не требуется. Даже производство микробных ферментов и их использование в пищевой промышленности, связанное с применением сложной технологии, правильно было бы считать биотехнологией крупномасштабного производства дешевых продуктов. Каждый, кто знаком с технической биохимией, знает, что получить ферменты высокой чистоты и специфичности — задача трудоемкая и сложная. Такие препараты дороги, и их не применяют при выработке пищевых продуктов. Здесь используют полуочищенные ферменты. Очистку проводят до такой степени, чтобы их можно было применять в относительно небольшом объеме

Не следует, впрочем, думать, что перспективы биотехнологии в пищевой промышленности ограничены. Правильнее говорить о разумных пределах затрат на производство пищи. Здесь нужен большой выход продукта и простая технология. По этим причинам главными в биотехнологии пищевой промышленности являются методы крупномасштабного производства продуктов.

Производство молочных продуктов

В пищевой промышленности ферментацию применяют главным образом для получения молочных продуктов. В сквашивании молока обычно принимают участие стрептококки и молочнокислые бактерии; лактоза при этом превращается в молочную кислоту. Путем использования иных реакций, которые сопутствуют главному процессу или идут при последующей обработке, получают и другие продукты переработки молока. Среди них — пахта, сметана, йогурт и сыр. Свойства конечного продукта зависят при этом от характера и интенсивности реакций ферментации. Те реакции, которые сопутствуют основному процессу образования молочной кислоты, и определяют обычно особые свойства продуктов. Так, именно вторичные реакции ферментации, идущие при созревании сыров, определяют вкус отдельных их сортов. В некоторых таких реакциях принимают участие пептиды, аминокислоты и жирные кислоты, присутствующие в продуктах.

В молоке при ферментации могут протекать шесть основных реакций, и в результате образуются молочная, пропионовая или лимонная кислота, спирт, масляная кислота или же происходит колиформное газообразование. Главная из этих реакций — образование молочной кислоты. На ней основаны все способы ферментации (сквашивания) молока. Лактоза молока гидролизуется при этом с образованием галактозы и глюкозы. Обычно талактоза превращается в глюкозу еще до сквашивания. Имеющиеся в молоке бактерии преобразуют глюкозу в молочную кислоту. Образование сгустка казеина происходит в изоэлектрической точке этого белка (рН 4,6) под действием молочной кислоты. Этот процесс лежит в основе сыроварения.

При производстве швейцарского сыра ключевую роль играет маслянокислое брожение с образованием углекислого газа. Именно оно обусловливает своеобразный вкус (букет) этих сыров и образование глазков. Характерный вкус пахты, сметаны и сливочного сыра формируется в результате лимоннокислого брожения. Он складывается из составляющих вкусов диацетила, пропионовой и уксусной кислот и других близких к ним соединений.

Молочные продукты, полученные на основе спиртового брожения, мало известны в Европе и Америке. Такой тип брожения нашел применение при переработке молока в России, но при производстве других продуктов он считается нежелательным. Юбычно рост вызывающих его дрожжей (Torula) стараются подавить. Нежелательны также маслянокислое брожение и колиформное газообразование.

Различные процессы ферментации молока проводят сегодня в контролируемых условиях. В течение многих прошедших тысячелетий они осуществлялись при участии бактерий, исходно присутствующих в молоке. В наше время для этого используют разнообразные закваски, позволяющие получать молочные продукты нужного качества и типа.